河南省九师联考2021-2022学年高二（上）期中物理试题（word含答案）

高二物理
考生注意：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4. 本卷命题范围：选修3-1第一章至第三章第2节。
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错不得分）
1. 2021年10月24日，我国成功将实践二十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道.卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用.关于电源和电流，下列说法正确的是（ ）
A. 干电池、蓄电池对外供电时，电能转化为化学能
B. 在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，把其他形式的能转化为电势能
C. 电流既有大小又有方向，它是一个矢量
D. 只要物体两端电势差不为零，就有电流存在
2. 如图所示，实线为某电场的四条电场线，、、、为电场中的四个位置，某带电粒子仅在电场力的作用下沿图中虚线轨迹运动.下列判断正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 点电势一定高于点电势
C. 该粒子在点的动能大于在点的动能
D. 若将该粒子从点由静止释放，它一定沿电场线运动
3. 如图所示，一个等边三角形的三个顶点上固定有三个点电荷甲、乙、丙.甲、乙都带正电，甲所受乙、丙两个电荷的库仑力的合力方向如图中所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷丙带负电，且带电荷量的大小
B. 点电荷丙带负电，且带电荷量的大小
C. 点电荷丙带正电，且带电荷量的大小
D. 点电荷丙带正电，且带电荷量的大小
4. 如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，为电容器，为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则（ ）
A. 电源的功率变小
B. 电容器贮存的电荷量变大
C. 电阻消耗的电功率变小
D. 电源内部消耗的功率变大
5. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场（图中未画出），有一质量为、带电量为的滑块（可视为质点）分别沿三条倾斜光滑绝缘直轨道、、，从点由静止滑到、、时的速率分别为、、，则有（ ）
A. B.
C. D.
6. 如图所示，三个带电粒子从水平放置的平行带电金属板左侧相同位置，以相同速度垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在下极板上的、、三点处，为入射点在下极板上的投影，且，不计粒子重力及相互间作用力，则落在、、三处粒子的比荷之比为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，在直角三角形中，是的中点，，在、两点放有垂直纸面的直导线，导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流，点的磁感应强度大小为.若把点的直导线平移至点，电流方向和大小都不变，则此时点的磁感应强度大小和方向分别为（ ）
A. ，方向竖直向上 B. ，方向竖直向上
C. ，方向水平向右 D. ，方向水平向右
8. 如图所示，两块平行正对的金属板、水平放置，分别带有等量的异种电荷，使两板间形成匀强电场（不考虑边缘效应）.一带电粒子以初速度从下极板的边缘点与金属板成角斜向上射入两板间，带电粒子经过连线的中点然后从下极板在边缘点飞出电场，带电粒子所受的重力忽略不计.若该粒子仍从下极板边缘点斜射入两板间，改变以下条件能使带电粒子恰好从上极板边缘点沿与极板平行飞出的是（ ）
A. 仅适当增加角
B. 仅增大粒子初速度
C. 将粒子初速度和角适当增大
D. 将粒子初速度适当增加，角适当减小
9. 某金属导体两端所加电压为时，内通过某一横截面的电荷量为，若导体两端电压为，不考虑温度对导体电阻的影响，则（ ）
A. 导体的电阻为 B. 导体的电阻为
C. 通过导体的电流为 D. 通过导体的电流为
10. 真空中两点电荷和固定在轴上0和处，两点电荷之间轴上各点的电势随位置变化的关系图像如图所示（取无穷远处电势为零），在处电势最低，下列说法正确的是（ ）
A. 两个点电荷一定都是正电荷
B. 处的位置电场强度为0
C. 两个电荷的电荷量大小关系为
D. 在与所在的连线上无电场强度为0的点
11. 如图所示，虚线、、、、是某匀强电场中的5个平行且等距的等势面，一电子经过时的动能为，从到的过程中克服电场力所做的功为，已知等势面的电势为，下列说法正确的是（ ）
A. 等势面上的电势为零
B. 该电子一定可以到达等势面
C. 该电子经过等势面时，其电势能为
D. 该电子经过等势面时的速率是经过等势面时的倍
12. 如图所示，电路中电流表和电压表均为理想电表，小灯泡的电阻恒为，电阻，，滑动变阻器的最大阻值为，、两端的电压，当滑动触头在上滑动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数变化范围是
B. 电流表的示数变化范围是
C. 电压表的示数变化范围是
D. 电压表的示数变化范围是
二、实验题（本题共2小题，共15分）
13.（6分）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验.
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过小，应该换用__________（填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为__________；
（2）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图乙所示，其直径__________；再用刻度尺测出电阻丝的长度为；
（3）为了准确测量电阻丝的电阻，某同学设计了如图丙所示的电路.闭合，当接时，电压表示数为，电流表示数为；当接时，电压表示数为，电流表示数为，则该电阻丝的电阻率__________（用题中所给物理量符号表示）.
14.（9分）某同学准备测量一电池的电动势和内阻.
（1）为了较精确测量电池电动势和内阻，除被测电池、开关、导线若干外，还有下列器材供选用，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻，在以下器材中请选择适当的器材：__________（填写选项前的字母）.
A. 电流表（，内阻） B. 电流表（，内阻约为）
C. 电压表（，内阻未知） D. 电压表（，内阻未知）
E. 滑动变阻器（，） F. 滑动变阻器（，）
（2）在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，为减小该误差，本实验电路图应选择图中的___________（填“甲”或“乙”）.
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则电池的电动势__________，内电阻__________。
三、计算题（本题共3小题，共37分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须阴确写出数值和单位）
15.（10分）在如图所示的直线上有、、、四点，其间距，先在点固定一点电荷，点场强大小为.若再将点电荷放在点时，求：
（1）点场强大小；
（2）两电荷相互作用力大小.
16.（12分）在如图所示的电路中，电源电动势为、内阻为，为定值电阻，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示.不考虑电表对电路的影响，滑动变阻器阻值调节范围足够大.求：
（1）电源内阻和电动势；
（2）定值电阻的最大电功率；
（3）滑动变阻器的最大功率.
17.（15分）如图所示，在平面直角坐标系中，存在方向平行于坐标平面的匀强电场（图中未画出），在第一象限内有一块挡板，其中点坐标为，点坐标为.选取坐标原点处的电势为0，则点的电势为，点的电势为.在坐标原点处有一个粒子源，可在坐标平面内沿电势为0的等势线向两相反方向发射不同速度的同种粒子，粒子质量均为、电荷量均为，不计粒子重力及粒子间的相互作用力.
（1）求匀强电场的电场强度；
（2）为使打在挡板上的粒子的动能增量最大，该粒子入射的速度应为多大？
高二物理参考答案、提示及评分细则
1. B 干电池、蓄电池对外供电时，电池内部发生化学变化，化学能转化为电能，选项A错误；在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要克服静电力做功，其他形式的能转化为电势能，选项B正确；电流虽然有方向，但是它的运算法则不适用平行四边形定则，所以电流不是矢量而是标量，选项C错误；形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，选项D错误.
2. C 由图中轨迹及电场方向可以看出，粒子带正电，故A项错误；沿电场方向电势降低，所以点电势一定低于点电势，B项错误；由于点电势低于点，则正电荷在点电势能小于点电势能，则粒子在点的动能较大，故C项正确；带电粒子在电场中的受力方向沿电场线的切线方向，由于点所在电场线为曲线，若将该粒子从点由静止释放，它一定不能沿电场线运动，故D项错误.
3. A 因甲、乙都带正电，所以静电力表现为斥力，即乙对甲的作用力沿乙甲的延长线方向，而不论丙带正电还是带负电，甲和丙的作用力方向都必须在甲丙连线上，由平行四边形定则知，合力必定为以两个分力为邻边所做平行四边形的对角线，所以甲和丙之间必为引力，所以丙带负电，由几何关系可知，解得，则A正确.
4. D 由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，变小，增大，减小，而分压增大，所以电容器上的电压减小，电源功率增大，选项A错误；减小，选项B错误；电阻消耗的功率增大，上消耗的功率无法确定，选项C错误；电源内部消耗功率增大，选项D正确.
5. A 由动能定理可得，故三种情况下滑到底端时速度大小相等，则A正确.
6. B 由可得，则比荷与时间的平方成反比，由得三者时间之比为，故可得比荷之比为，故B正确.
7. C 设点通电的直导线在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直斜向右上，与水平方向成；点通电的直导线在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直斜向左上，与水平方向成.根据叠加原理可得点的磁感应强度大小；若把点通电的直导线移至点时，在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直斜向右下，与水平方向成，可得点的磁感应强度为，方向水平向右，只有选项C正确.
8. B 带电粒子在电场中做类斜抛运动，带电粒子经过连线的中点，由对称性可知，经过点时的速度方向与极板平行，粒子由的运动可看做反方向的类平抛运动，根据平抛运动规律，位移与水平方向夹角和与极板间夹角关系为.若使粒子从上极板右边缘点平行极板出射，粒子由的运动可看做反方向的类平抛运动，位移与极板夹角不变，可知粒子入射时速度方向与极板间夹角应仍为.可见只需保持不变，仅增大初速度就能使粒子沿上极板边缘平行极板飞出，B项正确，A、C、D三项均错误.
9. BC 电压，内，通过的电荷量，则电流，电阻，选项A错误、B正确；若导体两端电压为，则电流，选项C正确、D错误.
10. ABC 由图可知电势都大于零，且在处电势最低，故一定都是正电荷，选项A正确；因图像的切线斜率表示电场强度，在处的电场强度为零，则有，解得，故B、C正确；在与所在的连线上，切线斜率为0的点只有1个，选项D错误.
11. AD 因等势面间距相等，由得相邻虚线之间电势差相等，电子由到，，即，故.各虚线电势如图所示，电子由到，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，，故A正确；因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不了平面，故B错误；经过时，电势能，故C错误；由到，，所以，由到，，所以，则，根据，知，故D正确.
12. BC 当在最上端时，电路的电阻最小，此时，，电压表示数，当在最下端时，电路的电阻最大，，电压表示数最小，所以电流的变化范围是，电压的变化范围是.选项B、C正确.
13.（1）（1分） 1100（1分） （2）1.700（1.698~1.702均可）（2分） （3）（2分，其他形式正确均可得分）
解析：（1）用多用电表测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过小，说明被测电阻很大，应该换用大量程电阻挡，用“”挡；指针静止时指在如图乙所示刻度，读数为11，乘挡位“”，所以是.
（2）根据螺旋测微器读数规则可得.
（3）当接时，则有，当接时，则有，联立两式可得；根据电阻定律，可得.
14.（1）ACE（3分，每少选一个扣1分，错选、不选得0分） （2）甲（2分） （3）1.5（2分） 0.7（2分）
解析：（1）在题述器材中选择适当的器材：被测电池；电流表的内阻是已知的，故选A，电压表选择量程的，滑动变阻器选择阻值较小的，开关、导线若干，故选ACE.
（2）因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲.
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了题图丙所示的图像，由图可知电池的电动势，内电阻.
15. 解：（1）设相邻两点间的距离为，则
在点的场强：，方向向右（1分）
在点的场强：，方向也向右（1分）
所以点的场强：（2分）
点与点对称，所以点场强与点相同，大小为（1分）
（2）由库仑定律：（2分）
又有（1分）
所以（2分）
16. 解：（1）由题图甲知，电压表测的是电源的路端电压，题图乙中上方图线表示的读数随电流表读数的变化情况，
上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻：（2分）
当电路中电流为时，电压表的读数为，根据闭合电路的欧姆定律得
（2分）
（2）电压表测定值电阻两端电压，且两端的电压随电流的增大而增大，则题图乙中下方图线表示电压表的读数随电流表读数的变化情况，由图线的斜率得（1分）
当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大电流为
（1分）
此时定值电阻消耗的功率最大，最大电功率为
（2分）
（3）当滑动变阻器时，电功率最大
此时（2分）
电功率为（2分）
17. 解：（1）设电场方向与轴正方向成角，根据匀强电场电势差与电场强度关系，
有：间电势差（2分）
间电势差（2分）
联立可得（1分）
，即方向与轴正方向成斜向上（1分）
（2）如图，过点作电场方向的垂线，即为等势线，由几何关系可知，粒子在点速度方向与平行.粒子打在挡板点动能增量最大，设入射速度为，运动时间为.
由几何关系可知沿初速度方向（2分）
沿电场力方向（2分）
根据牛顿第二定律和运动学公式有
（1分）
（1分）
（1分）
联立解得（2分）